熔断器技术ABB演示幻灯片.ppt

ABB ATLV,Fuse_Technique,*,of 56 30-04-2006,Fuses,Safe and Easy,熔断器技术,熔断器原理,熔断器术语,熔断器分类,熔断器的优点,熔断器的应用场合,相关标准,熔断器技术,熔断器结构,连接片,熔断器盖,保护套,垫圈,熔断器元件,(,熔体,),沙子,内盖,熔断器的原理,熔断元件,短路电流抗流圈,合金(S,n),的,Metcalf,效应,熔断器的原理,短路电流抗流圈营造了一个高密度电流区域。,当发生短路电流时，它升温到熔点的速度比它释放,热量的速度快，这样就迅速地阻断了短路电流。,熔断器的原理,Metcalf,效应,是由,A.W.Metcalf,发现的。,通过在由银或铜制成的熔断器元件中引入锡点,(Sn),，,而使合金可在一个比银或铜本身熔点更低的温度熔化。,“M”,点,熔断器的原理,熔断器里“沙子,”,的功能,实际上，并不是沙子，而是细小的石英粒。,它是任何具备高分断性能的熔断器中,至关重要的成分。,熔断器的原理,当熔断器烧断时，沙子就会起灭弧作用。,它会吸收能量而成为,“,熔岩”,图为一只已熔断的熔断器,然后使线路同负载绝缘。消除了电击的危险,!,熔断器的原理,熔断器技术,熔断器原理,熔断器术语,熔断器分类,熔断器的优点,熔断器的应用场合,相关标准,HRC.,高分断能力的缩写,熔断器分断大故障电流的能力,熔断器的术语,额定电压,所设计的熔断器最大工作电压,通常为,400V,500V,690V,额定电流,熔断器可以持续承载而不会蜕变的电流值。,额定分断能力,开关电器或熔断器能分断的预期分断电流值,通常,80kA,-100KA,Ip =,不对称短路电流峰值,Ip,RMS,衰减的直流分量,一个自由衰减的短路电流的时间电流曲线,RMS =,对称短路电流的均方根值,熔断器的术语,如果不限制这个峰值的话，它会对,系统造成许多机械性的损坏！,焦耳积分在其电流持续阶段会引起热应力损坏,!,故障等级越高,排除故障的时间就变得越重要。,减小允通电流就变得越重要。,熔断器的术语,时间,2.,预期故障电流,3.,熔断器峰值电流,1.,预期峰值电流,4.,焦耳积分,I,2,t,kA,I,2,t,对故障时允通能量,(焦耳积分)的一种,量度,熔断器的术语,截断电流值,(,允通电流值,),开关电器或熔断器在分断动作中达到的最大瞬间电流值,限制短路电流值,由短路保护电器来保护的电路或开关电器在该短路保护电器动作时所能承受的预期电流,T,kA,预期峰值电流,截断电流值,熔断器的术语,短时耐受电流,电路或在闭合位置上的开关电器在指定的短时间内所能承载的电流值,接通能力,开关电器能接通的预期接通电流值,T,kA,预期峰值电流,截断电流值,熔断器的术语,熔断器原理,熔断器术语,熔断器分类,熔断器的优点,熔断器的应用场合,相关标准,熔断器技术,请注意：,“,全范围,”,意味着可分断任何足以使熔管熔断的过载电流。,全范围熔断器可用于单独的保护装置。,“,局部范围,”或“后备型,”,熔断器仅用于阻断短路电流。,该型熔断器通常用于提高其他保护装置的分断能力(如，MCB，带过载保护的接触器)。,现有熔断器有几种类型？,熔断器的分类,“g”,型熔断器,在,规定条件,下，能,分,断使熔断,体,熔化电流,至,额定分断,能力之间的所有电流,。,g,的含义,:,常规用途熔断器,例如,:gG(gL),“g”,型熔断器,:,分断过载及短路电流,熔断器的分类,“a”,型熔断器,(后备熔断器,),a,的含义:,后备熔断器,例如,:aM,aR,“a”,型熔断器,:,分断短路电流,在,规定条件,下，能,分,断,时间电流曲线上的最小电流,(K2In),至,额定分断,能力之间的所有电流,。,熔断器的分类,熔断器分类,刀型触头熔断器,NT(NH),螺栓连接熔断器,圆筒形帽熔断器,偏置触刀熔断器,熔断器的分类,刀型触头熔断器,NT(NH),-,规格及额定电流,NT00C 4,A-1,0,0A,N,T,00,4,A-160A,N,T,1,80,A-250A,N,T,21,25,A-400,N,T,3 3,1,5A-630A,N,T,4,800,A-1,250,A,熔断器的分类,熔断器原理,熔断器术语,熔断器分类,熔断器的优点,熔断器的应用场合,相关标准,熔断器技术,低成本的高分断能力,容易实现选择性,更适合于电动机保护,动作速度快,限流能力强,可靠性高,不受环境影响,强迫复位增强了其安全性,无飞弧,更安全,熔断器,的,优点,熔断器,的,优点,低成本的高分断能力,熔断器,通常,80-100KA,MCCB,的分断能力,35KA,高分断能力的,MCCB,意味着高成本,应用,:,需要高分断能力的应用,如靠近变压器或发电机,电容柜,熔断器,的,优点,电容柜应用的特点,冲击电流,高达电容额定电流的,100,倍,连续工作电流为电容额定电流的,1.5,倍,(,包含谐波,),低负载时工作电压高达,1.2,倍,持续,5,分钟,工作电压正常波动,1.1,倍,持续,8,小时,电容容量,(,及相应的工作电流,),误差,+15%,电容柜应用对熔断器的要求,承受冲击电流,高达电容额定电流的,100,倍,承受,1.5,倍的电流熔断器不动作,熔断器的选型,熔断器额定电流为,1.61.8,倍的,电容额定电流,熔断器,的,优点,I,n=KQn,熔断器,的,优点,容易,实现选择性,是指彼此串联的熔断器组有选择运行的能力,即,只有靠近故障最近的,熔断器,会熔断,同一种熔断器,如,gG,型,对于,I,N,16 A,，,对于上级熔断器而言，用,1:1,.,6,比例选用，就可保证直至极限分断电流水平的选择性。,因此，就算是将来系统拓展伴随而产生了不断升高的故障电流等级，我们也,不用去考虑,那笔昂贵的升级费用。,熔断器,的,优点,是通过确保时间电流特性在任何点都不会重叠而完成,10,000,1,000,100,10,1.0,0.1,0.01,10,10,10,10,10,1,2,4,3,5,电流,(,安培,),10A,16A,20A,8A,4A,2A,怎样实现选择性,熔断器,的,优点,当下级熔断器的焦耳积分的总量低于上级熔断器的弧前焦耳积分时，就会实现选择性。,弧前焦耳积分,焦耳积分总量,图例,额定电流,没有重叠,意味着,完全的选择性,I,2,t,at,65kA,(A,2,sec),下级,100A,160A,上级,怎样实现选择性,熔断器,的,优点,在最大故障电,流时，熔管的,弧前焦耳积分,和熔断焦耳积,分值,10,000,1,000,100,10,1.0,2,4,8,10,16,20,Total operating,Pre-arcing,有代表性的熔断器,I,2,t,图表,弧前焦耳积分,任何熔断器元件发生拉弧前的焦耳积分,熔断焦耳积分,一个熔断器从开始熔断到结束的焦耳积分总量,熔断器,的,优点,时间,1000,100,10,1,0.1,10000,1,10,100,1000,10000,100000,电流,(,安培,),熔断器曲线,其它短路电流保护装置(,SCPD),的曲线,(,有选择性的情况,),熔断器,的,优点,1000,100,10,1,0.1,1,10,100,1000,10000,100000,电流,(,安培,),熔断器曲线,其它短路电流保护装置,SCPD,曲线,(,无选择性的情况,),时间,熔断器,的,优点,不需要复杂的短路电流计算,熔断器的,选用,不需要任何复杂的计算过程,容易设计,容易扩容,熔断器,的,优点,“gG”,熔断器组的约定时间电流曲线,I,nf,=,未熔断电流,I,f,=,熔断电流,熔断器,的,优点,在电机控制回路中，通过限制短路电流能量和峰值电流，熔断器特别适用于,Type 2,保护，,在短路情况下，,熔断器可以迅速将回路切断，而且不会对电机回路造成损坏。而这类保护要求是其它任何保护装置所难以提供的。,电机控制回路中的电机保护,熔断器,的,优点,电机保护,熔断器和过载保护装置间的适当选择,:,在电机启动时,承受,68,倍起动电流,电机线路不会意外分断,接触器/电机起动器在达到它们的分断容量之内可以合分所有的持续过电流,不会损坏,当产生任何更高值的过电流时，熔断器会切断过电流。否则会损坏起动器。,熔断器,的,优点,根据,IEC 60947,的配合试验,由熔断器作保护的,起动器的试验,r-Test1-30 kA,q-Test50 kA,p-Test10 x Ie,可能结果,:,超过接触器的允通电流的峰值会,:,使接触器触头产生程度不同的熔焊,损坏灭弧室,超过双金属热继电器承受的短时耐受电流：,就会无法保护电机,会使双金属片电阻燃烧,配合类型,2:,试验后，起动器可以运行。触头允许,有轻微熔焊。,熔断器,的,优点,要点,:,熔断器和过载保护装置的交叉点要在接触器的分断容量之内。,在启动过程中熔断器不熔断。,允通电流的峰值必须不能超过电机起动器/接触器所能承受的最大值。,I,2,t,必须不能超过热继电器和接触器所能承受的数值。,熔断器和电机间的配合,熔断器,的,优点,与电机起动器间的协调,运行时间,热过载继电器,电机的开始电流,电动机的额定电流,接触器的分断能力,熔断器,热继电器的损坏区域,接触器触头的焊接区域,电流,I/In,熔断器,的,优点,熔断器天生具有电机启动容限特性,对于接触器和过载继电器,能最大限度减小危险区域,时间,电流,I,peak,电机启动,峰值,熔断器,熔断器,的,优点,aM,-,熔断器只在短路中起保护，这样其规格可比,gG,熔断器相应小50%。,由,gG,和,aM,熔断器作电机回路的保护,所选的,gG,熔断器组需要能承受的电机的启动电流。,熔断器,的,优点,熔断器,的,优点,熔断器,的,优点,限流,动作速度快,限流能力强,强大的过电流及短路电流可在不到半周波内被阻断,(,几毫秒,),应用,:,需快速分断的应用,如半导体元件保护,(,软起动器,变频器,),MCCB,FUSE,熔断器,的,优点,有限流作用,和,没有限流作用,的,I,2,t,比较,熔断器,的,优点,可靠,性,熔断器无可动部分,性能不受环境影响,应用,:,适合于恶劣环境中的应用,如户外配电,船用配电,熔断器,的,优点,复位,强迫复位增加了安全性,。,不象其它,SCPD,产品,熔断器不能,复位,，那样就迫使用户在重新启动回路前得先去查找并排除故障。,SCPD=,S,hort,C,ircuit,P,rotection,D,evice,短路保护装置,熔断器,的,优点,操作安全、安静,对于,严重的,故障同样安全,符合,环境,保护要求,无需,飞弧,空间,应用：对防爆性能要求高的场合，如煤矿，石化,在切除最大的短路电流时，不会产生气体、火花、拉弧,、声响,或其它东西。此外，对于大短路电流的快速切断降低了故障处的损害程度。,熔断器,的,优点,在工业维护中，可视的断点是基本的要求。而移去熔管是最,明显的可视断点！,熔断器对故障电流的热效应作出反应，而大多数的负载也是,因热效应产生损坏。所以熔断器就是相当合适的保护器件,!,熔断器对谐波和电磁兼容性有免疫能力。甚至不必考虑有谐,波、产生电磁辐射及其干扰等问题。,如果熔断器故障，它也会熔化而断开线路。即使它变得太热,，也只是仅仅将元件熔化。这也是一种“自身故障的安全”,熔断器技术是免维护的。你不必记录操作次数也不必记录短,路电流的大小。,更换的只是那些便宜的作用性熔管,!,熔断器,的,优点,熔断器原理,熔断器术语,熔断器分类,熔断器的优点,熔断器的应用场合,相关标准,熔断器技术,熔断器,的应用场合,一、配电线路中间各级分干线的保护。（电缆分支箱等，,Fastline,Inline,）,二、变电所低压配电屏引出的电流容量较少（如,300A,以下）的主干线的保护。（低压柜馈电回路,Slimline,Fastline,Inline,）,三、用作电动机末端回路的保护。（电动机回路,OS,）,此处不宜选用,gG,型熔断器（即全范围分断、一般用途的熔断器），而应选用,aM,型熔断器（即部分范围分断、电动机保护用的熔断器）。,因,aM,型熔断器的熔断体额定电流比,gG,型小的多，有利于提高保护灵敏度，也避免使上级保护电器选得过大。,低压配电屏引出的主干线状况,变压器低压出线总开关,主干线,中间各级分干线,末端回路前一级分干线,末端回路,母干线,选,选,熔,熔 （非选）,非选 （,aM,熔）,大电流（如大于,300A,）放射式,选,选,一般容量（如,300A,以下）放射式,选,熔,备注：,1,、选选择型断路器，熔熔断器（,aM,为,aM,型熔断器），非选非选择型断路器。,2,、括号内为可选用方案,熔断器,的应用场合,各级线路的保护电器选型建议,熔断器原理,熔断器术语,熔断器分类,熔断器的优点,熔断器的应用场合,相关标准,熔断器技术,相关,标准,IEC 60,947(GB14048),低压,开关设备和控制设备,IEC 6,1818,低压熔断器,的应用指南,IEC 61459,熔断器和接触器/电机启动器之间的配合,应用指南,IEC 60269,(GB13539),低压熔断器,IEC 60,947(GB14048)-3,开关、隔离器、隔离开关及熔断器组合电器,